JP2005195005A - Method for assembling scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はスクロール圧縮機の組立方法に関し、さらに詳しく言えば、冷媒の圧縮部を支持するメインフレームを密閉容器の容器胴体内に装着するにあたって、容器胴体が有する製造上の歪みを是正し、正確な芯出しを行いながら圧縮部を容器胴体内に装着するスクロール圧縮機の組立方法に関するものである。 More particularly, the present invention relates to a method of assembling a scroll compressor, and more specifically, corrects manufacturing distortion of a container body when mounting a main frame supporting a refrigerant compression section in the container body of a sealed container. The present invention relates to a method for assembling a scroll compressor in which a compression portion is mounted in a container body while performing centering.
スクロール圧縮機は、固定スクロールと旋回スクロールとからなる2つの渦巻き状のスクロールラップを互いに噛み合わせてラップ間に三日月状の圧縮空間を形成し、旋回スクロールを固定スクロールに対して公転させる旋回運動により、その圧縮空間をラップの外側から中心に向かうにしたがって容積を漸次減少させて冷媒を圧縮する原理を利用した圧縮機として知られている。 The scroll compressor engages two spiral scroll wraps composed of a fixed scroll and a revolving scroll to form a crescent-shaped compression space between the wraps, and revolves the revolving scroll with respect to the fixed scroll. The compressor is known as a compressor using the principle of compressing the refrigerant by gradually reducing the volume of the compression space from the outside of the wrap toward the center.
スクロール圧縮機の内部構造の一例を図9に示し、これについて説明する。このスクロール圧縮機1は、縦置きとして設置される円筒状の密閉容器2の内部にメインフレーム3が配置され、メインフレーム3の上側に固定スクロール41と旋回スクロール42とを有する圧縮部4が設けられ、メインフレーム3の下側にシャフト6を介して圧縮部4を駆動する電動機5が設けられている。
An example of the internal structure of the scroll compressor is shown in FIG. 9 and will be described. In this
メインフレーム3にはシャフト6の主軸61の一端側を軸支する主軸受け31が設けられており、密閉容器2内にはさらにシャフト6の主軸61の他端側を軸支する副軸受け71を有するサブフレーム7が設けられている。
The
メインフレーム3とサブフレーム7との間には電動機5が設けられており、電動機5は容器胴体21の内周面に固定されたステータ51と、同ステータ51の内側に同軸的に配置されるロータ52とを有し、ロータ52はシャフト6に一体的に取り付けられている。
An
メインフレーム3およびサブフレーム7は容器胴体21に溶接固定されるが、両者を溶接する際、主軸受け31と副軸受け71とがそれらの軸線が一致するように互いに芯出しされた状態で固定する必要がある。
The
すなわち、主軸受け31と副軸受け71との軸芯のずれが大きいと、各軸受け部31,71において生ずる片当たりにより電動機5の負荷が増大する。また、ステータ51とロータ52との間にある磁気ギャップのバランスが崩れて圧縮機の起動性が悪化するおそれもある。
In other words, if the axial misalignment between the main bearing 31 and the
そこで、特許文献1には、メインフレーム3とサブフレーム7の軸心を合わせて容器胴体21に精度良く溶接固定する方法の一例が開示されている。この特許文献1の組立方法によると、まず第1工程として図10(a)に示すように、メインフレーム3を固定基台8の水平基準面81上に載置し、チャック爪82によって芯出して固定したのち、あらかじめステータ51が取り付けられている容器胴体21を昇降手段によりメインフレーム3に向けて下ろし、さらに固定手段(ともに図示しない)により主軸受け31とステータ51とを固定して、容器胴体21の下端側をメインフレーム3に溶接する。
Therefore,
次に、第2工程として図10(b)に示すように、ロータ52が一体的に取り付けられたシャフト6を容器胴体21の内部を通してメインフレーム3の主軸受け31に取り付ける。そして、第3工程として図10(c)に示すように、芯出し装置9によって保持されたサブフレーム7を容器胴体21の上端から差し込み、サブフレーム7の芯出しを行って容器胴体21の上端側をサブフレーム7に溶接する。しかるのち、別工程でメインフレーム3に対する圧縮部4の取り付けが行われる。
Next, as shown in FIG. 10B, as a second step, the
通常、圧縮機に用いられる容器胴体21は厚手の鋼板を円筒状に加工してなるため加工時の歪みを有し、ほとんどの場合正確には真円ではない。また、シームレスの円筒体であっても真円であることが保証されていない。しかも、溶接による凝固時間差によって容器胴体21がさらに歪むおそれがある。さらにはメインフレーム3とサブフレーム7の溶接によって容器胴体21がさらに歪むおそれがある。
Usually, the
また、メインフレーム3に圧縮部4を取り付ける場合、メインフレーム3を含めて固定スクロール41と旋回スクロール42の相対的な位置合わせ(調芯)を行う必要であるが、その調芯作業を行う場合、上記特許文献1では、メインフレーム3には容器胴体21が先に取り付けられているため、メインフレーム3を直接掴むことができず、容器胴体21の外周を基準に調芯作業を行うため精度上あまり好ましくない。
Further, when the
また別の問題として、上記特許文献1に示されているシャフト6は、その先端に形成されたクランク軸62が主軸61の回転半径内に存在するため、メインフレーム3を固定基台8上に載置したのちでも、そのメインフレーム3の主軸受け31にシャフト6を挿通することができる。しかしながら、このシャフトは圧縮能を得るために主軸61の径を太する必要があり、径を太くすると、主軸受け31の摺動損失が大きくなるばかりでなく、ロータ52の容積が減り、電動機5のパワーも落ちる。
As another problem, the
そこで、クランク軸62が主軸61の回転半径よりも外側に張り出すように形成されたシャフトを用いることが性能上好ましいが、このシャフトを用いる場合はメインフレーム3に圧縮部4を組み付けるに先立って、その別形態のシャフトをあらかじめメインフレーム3の主軸受け31に挿通しておく必要があるため、上記特許文献1の組立方法は適用できない。
Therefore, it is preferable in terms of performance to use a shaft formed so that the
本発明は上述した問題を解決するためになされたものであって、その目的は、冷媒の圧縮部を支持するメインフレームを密閉容器の容器胴体内に装着するにあたって、容器胴体が有する製造上の歪みを是正し、正確な芯出しを行いながら圧縮部を容器胴体内に装着することができるようにすることにある。また、本発明の他の目的は、あらかじめ圧縮部とメインフレームとが組み立てられた圧縮ユニットを密閉容器に組み付けることができるようにすることにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to manufacture the main body that supports the refrigerant compression section in the container body of the closed container. An object of the present invention is to correct the distortion and enable the compression part to be mounted in the container body while performing accurate centering. Another object of the present invention is to enable a compression unit in which a compression unit and a main frame are assembled in advance to be assembled in a sealed container.
上記目的を達成するため、本発明は、密閉容器内に、固定スクロールと旋回スクロールとを有する圧縮部と、シャフトを介して上記旋回スクロールを駆動する電動機と、上記シャフトの主軸の一端側を軸支する主軸受けを有して上記圧縮部を支持するメインフレームと、上記シャフトの主軸の他端側を軸支する副軸受けを有するサブフレームとを備えるスクロール圧縮機の組立方法において、上記メインフレームに上記圧縮部と上記シャフトとを組み込んで圧縮ユニットを形成する圧縮ユニット組立工程と、上記シャフトの主軸に上記電動機のロータを一体的に取り付けるロータ取付工程とを含む前組立工程を実施したのち、上記シャフトが垂直となるように上記圧縮ユニットを水平状態として圧縮ユニット固定台上にセットする圧縮ユニット水平出し工程と、圧縮ユニット固定手段により上記圧縮ユニット固定台上で上記シャフトの軸線が当該圧縮機の中心線上に位置するように上記圧縮ユニットを位置決めして固定する圧縮ユニット芯出し工程と、容器保持手段により上記容器胴体を上記シャフトの軸線と同軸となるように支持したのち、第1圧入手段により上記圧縮ユニット固定台と上記容器保持手段とを上記容器胴体の一端側の開口部が上記圧縮ユニット固定台に当接するまで相対的に移動させて、上記容器胴体の一端側の開口部内に上記圧縮ユニットを圧入する圧縮ユニット圧入工程と、上記第1圧入手段により上記容器胴体を上記圧縮ユニット固定台に押し付けた状態で、溶接手段により上記容器胴体を上記圧縮ユニットに一体的に溶接する圧縮ユニット溶接工程とを含む後組立工程を実施することを特徴としている。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a compression unit having a fixed scroll and an orbiting scroll, an electric motor for driving the orbiting scroll through a shaft, and one end of the main shaft of the shaft. In a method for assembling a scroll compressor, comprising: a main frame having a main bearing that supports the compression portion; and a subframe having a sub-bearing that supports the other end of the main shaft of the shaft. A pre-assembly process including a compression unit assembly process in which the compression unit and the shaft are assembled to form a compression unit, and a rotor mounting process in which the rotor of the electric motor is integrally attached to the main shaft of the shaft, The compression unit is set on the compression unit fixing base in a horizontal state so that the shaft is vertical. A leveling step, a compression unit centering step for positioning and fixing the compression unit so that the axis of the shaft is positioned on the center line of the compressor on the compression unit fixing base by the compression unit fixing means, and a container After the container body is supported by the holding means so as to be coaxial with the axis of the shaft, the compression unit fixing base and the container holding means are connected by the first press-fitting means so that the opening on one end side of the container body is compressed. A compression unit press-fitting step of press-fitting the compression unit into an opening on one end side of the container body by relatively moving until it comes into contact with the unit fixing base, and the container body is fixed to the compression unit by the first press-fitting means. A compression unit welding step in which the container body is integrally welded to the compression unit by welding means while being pressed against the table. It is characterized by carrying out the free rear assembly process.
上記圧縮ユニット水平出し工程において、その水平出しをより正確に行ううえで、水平基準面が上記固定スクロールの背面側に形成されていることが好ましい。 In the compression unit leveling step, it is preferable that a horizontal reference surface is formed on the back side of the fixed scroll in order to perform leveling more accurately.
また、本発明にはサブフレームの取り付け工程も含まれる。すなわち、上記後組立工程にはさらに、上記サブフレームを水平状態としてサブフレーム固定台にセットするサブフレーム水平出し工程と、サブフレーム固定手段により上記サブフレーム固定台上で上記サブフレームの軸線が当該圧縮機の中心線上に位置するように上記サブフレームを位置決めして固定するサブフレーム芯出し工程と、第2圧入手段により上記サブフレーム固定台と上記容器保持手段とを上記容器胴体の他端側の開口部が上記サブフレーム固定台に当接するまで相対的に移動させて、上記容器胴体の他端側の開口部内に上記サブフレームを圧入するサブフレーム圧入工程と、上記第2圧入手段により上記容器胴体を上記サブフレーム固定台に押し付けた状態で、溶接手段により上記容器胴体を上記サブフレームに一体的に溶接するサブフレーム溶接工程とが含まれる。 The present invention also includes a subframe attachment step. That is, the post-assembly step further includes a sub-frame leveling step in which the sub-frame is set in a horizontal state on the sub-frame fixing base, and an axis of the sub-frame on the sub-frame fixing base by the sub-frame fixing means. The subframe centering step for positioning and fixing the subframe so as to be positioned on the center line of the compressor, and the second press-fitting means connect the subframe fixing base and the container holding means to the other end side of the container body. The sub-frame press-fitting step of press-fitting the sub-frame into the opening on the other end side of the container body, and the second press-fitting means In a state where the container body is pressed against the subframe fixing base, the container body is integrally fused to the subframe by welding means. It includes a sub-frame welding step of the.
上記サブフレーム水平出し工程においても、その水平出しをより正確に行ううえで、水平基準面が上記サブフレームの背面側に形成されていることが好ましい。また、上記サブフレーム固定台に電磁石を備えている態様も本発明に含まれる。 Also in the subframe leveling step, it is preferable that a horizontal reference plane is formed on the back side of the subframe in order to perform leveling more accurately. Moreover, the aspect which equips the said sub-frame fixed base with the electromagnet is also contained in this invention.
本発明の好ましい態様によれば、上記圧縮ユニットの芯出しを正確に行ううえで、上記圧縮ユニット固定手段は、当該圧縮機の中心線を中心とする円周上に等間隔で配置され、かつ、その円の半径方向に沿って移動可能であり、上記固定スクロール側に形成されているチャック溝と係合する複数のチャック爪を備える。 According to a preferred aspect of the present invention, in order to accurately center the compression unit, the compression unit fixing means are arranged at equal intervals on a circumference centered on the center line of the compressor, and , And a plurality of chuck claws that are movable along the radial direction of the circle and engage with the chuck grooves formed on the fixed scroll side.
また、上記各チャック爪は垂直方向に昇降可能であり、その下降動作時に上記チャック溝を介して上記圧縮ユニットを上記圧縮ユニット固定台側に押圧することが好ましいが、別の態様として、上記チャック溝は上記チャック爪と係合する部分に水平力を下向き力に変換するテーパ面を有し、上記チャック爪は上記半径方向内側への移動時に、上記テーパ面を介して上記圧縮ユニットを上記圧縮ユニット固定台側に押圧するようにしてもよい。 Each chuck claw can be moved up and down in the vertical direction, and it is preferable to press the compression unit to the compression unit fixing base side through the chuck groove during the lowering operation. The groove has a tapered surface that converts a horizontal force into a downward force at a portion engaging with the chuck claw, and the chuck claw compresses the compression unit via the tapered surface when moving inward in the radial direction. You may make it press on the unit fixing stand side.
本発明において、上記メインフレームおよび/または上記サブフレームの外周面に上記容器胴体の内面との間で所定幅の隙間を形成する凹部を設け、上記凹部を上記溶接手段による溶接個所として選択することが好ましい。これによれば、溶接による溶接歪みを凹部で逃がすことができる。 In the present invention, a recess is formed on the outer peripheral surface of the main frame and / or the sub frame to form a gap having a predetermined width with the inner surface of the container body, and the recess is selected as a welding location by the welding means. Is preferred. According to this, welding distortion caused by welding can be released by the recess.
上記凹部は上記外周面の円周方向に沿う一連の環状溝として形成されてもよいし、別の態様として、上記凹部は上記外周面の円周方向に沿って部分的に形成されてもよい。 The concave portion may be formed as a series of annular grooves along the circumferential direction of the outer peripheral surface. Alternatively, the concave portion may be partially formed along the circumferential direction of the outer peripheral surface. .
本発明によると、上記シャフトは上記電動機の出力軸としての主軸と、上記主軸に対して偏心して形成されていて上記旋回スクロールに連結されるクランク軸とを有し、上記クランク軸が上記主軸の外径よりも外側に張り出すように形成されている場合、上記圧縮ユニット組立工程において、上記メインフレームの主軸受けに上記シャフトの主軸を挿通し、上記クランク軸を上記旋回スクロールに連結した後、上記固定スクロールが上記メインフレームに取り付けられることになる。 According to the present invention, the shaft has a main shaft as an output shaft of the electric motor, and a crank shaft that is formed eccentrically with respect to the main shaft and connected to the orbiting scroll, and the crank shaft is connected to the main shaft. When formed so as to protrude outward from the outer diameter, in the compression unit assembly step, after inserting the main shaft of the shaft into the main bearing of the main frame and connecting the crank shaft to the orbiting scroll, The fixed scroll is attached to the main frame.
本発明によれば、容器胴体をメインフレームに圧入するようにしたことにより、容器胴体に製造上の歪みがあったとしても、容器胴体をメインフレームの外周面に馴染むように緊密に嵌合させることができる。サブフレーム側も同様であり、したがって正確な芯出しを行いながら圧縮部を容器胴体内に装着することができる。 According to the present invention, since the container body is press-fitted into the main frame, the container body is tightly fitted to fit the outer peripheral surface of the main frame even if the container body has manufacturing distortion. be able to. The same applies to the subframe side, so that the compression part can be mounted in the container body while performing accurate centering.
また、圧縮部,メインフレームおよび電動機のシャフトをあらかじめ組み立ててなる圧縮ユニットを密閉容器内に組み込むことができるため、クランク軸が主軸の外径の外側に張り出しているシャフトを有するスクロール圧縮機にも適用することができる。 In addition, since a compression unit in which a compression unit, a main frame, and a shaft of an electric motor are assembled in advance can be incorporated in a sealed container, a scroll compressor having a shaft with a crankshaft projecting outside the outer diameter of the main shaft Can be applied.
次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。まず、図1の断面図に本発明によって組み立てられるスクロール圧縮機の内部構造を示し、これについて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、上述した従来例と同一もしくは同一と見なされる箇所には同じ参照符号を用いている。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the internal structure of the scroll compressor assembled according to the present invention is shown in the sectional view of FIG. 1 and will be described. However, the present invention is not limited to this. Note that the same reference numerals are used for portions that are the same as or the same as those in the above-described conventional example.
図1に示すように、このスクロール圧縮機10は縦置きされる円筒状の密閉容器2を有し、その内部にメインフレーム3,冷媒の圧縮部4,電動機5,シャフト(回転駆動軸)6およびサブフレーム7が収納されている。なお、密閉容器2内には、このほかに電動機5を駆動するための電源ケーブル,潤滑用の潤滑油などが収納されているが、これらは本発明にとって重要な構成要素ではないため特に図示はせず、またその説明も省略する。
As shown in FIG. 1, this
密閉容器2は円筒状の容器胴体21と、同容器胴体21の両端側に一体的に取り付けられる上蓋22および下蓋23とを備えている。容器胴体21は厚手の鋼板を円筒状に加工し両端を溶接してなる円筒体もしくはシームレスの円筒体のいずれであってもよい。上蓋22および下蓋23は、最終工程において容器胴体21に溶接される。
The sealed
メインフレーム3は、外周がほぼ真円状に形成された円盤状のフレームを有し、その中央にはシャフト6の主軸61を軸支する主軸受け31が形成されている。メインフレーム3の上面側には、旋回スクロール42の鏡板421が自転防止用のオルダムリング33を介して収納される収納凹部32が形成されている。メインフレーム3は容器胴体21内に圧入されるため、その外径は容器胴体21の内径よりも若干大きく形成される。
The
収納凹部32の中央はさらに一段低く形成されており、シャフト6のクランク軸62と、旋回スクロール42のボス423とが旋回運動可能な状態で格納されている。また、メインフレーム3には、シャフト6内に形成されている導油孔63によりメインフレーム3の上部に供給された潤滑油を密閉容器2の底部側に戻すための図示しない排油通路が設けられている。また、内部高圧型の場合、メインフレーム3には圧縮部4の密閉作動室44で生成された高圧冷媒を電動機室に導くための図示しない冷媒通路が設けられる。
The center of the
メインフレーム3は、例えば削りだし加工によって形成され、その外周面は平滑であるが、図2(a)(b)に示すように、メインフレーム3の外周面に容器胴体21の内面との間に所定幅の隙間が生ずるような凹部34を設け、この凹部34を溶接個所として選択することが好ましい。
The
凹部34は、図2(a)に示すように、メインフレーム3の外周面の円周方向に沿う一連の環状溝であってもよいし、図2(b)に示すように、メインフレーム3の外周面の円周方向に沿って部分的に形成された溝であってもよい。いずれにしても、凹部34を溶接個所とすることにより、溶接によって生じる歪みを凹部34で逃がすことができる。なお、凹部34の幅(深さ)が大きすぎるとスパッタ混入などの不良原因となるため、凹部34の幅は0.1〜0.3mm程度が好ましい。
The
圧縮部4は、固定スクロール41と旋回スクロール42との組み合わせ体よりなる。固定スクロール41は、円盤状の鏡板411の下面に一体的に形成された渦巻状のスクロールラップ412を有し、そのほぼ中央には内部で生成された高圧冷媒を吐出するための吐出口413が設けられている。
The
旋回スクロール42は、円盤状の鏡板421の上面に一体的に形成された渦巻状のスクロールラップ422を有し、鏡板421の背面中央には、シャフト6のクランク軸62が差し込まれる円筒状のボス423が形成されている。この固定スクロール41と旋回スクロール42の各スクロールラップ412,422同士を互いに噛み合わせることにより、内部に冷媒を圧縮するための密閉作動室44が形成される。
The orbiting
固定スクロール41の背面側(反旋回スクロール42側で、図1では上面)には、圧縮ユニットの水平出し工程において用いられる水平基準面43が形成されている。水平基準面43は、固定スクロールの中央部分に設けられることが好ましいが、外周側に環状として設けられていてもよい。
A
メインフレーム3および固定スクロール41には、圧縮部4をメインフレーム3に固定するためのネジ孔34,44がそれぞれ設けられており、スクロールラップ412,422の調芯作業後に、各ネジ孔34,44同士がネジ8によって固定される。
The
電動機5には、容器胴体21の内周面に沿って取り付けられるステータ51と、同ステータ51の中心に同軸的に配置されるロータ52とを備えたインナーロータ型の電動機が用いられ、ロータ52の中心には、シャフト6が例えば焼き嵌めにより一体的に取り付けられている。
As the
シャフト6は、ロータ52が取り付けられる主軸61と、主軸61の上端側に偏心した状態で一体的に形成されるクランク軸62とを備えている。この例において、クランク軸62は、主軸61の外径(回転半径)よりも外側に張り出すように形成されている。
The
したがって、そのクランク軸62をメインフレーム3の図1において下側から挿通することができないため、この例においては、メインフレーム3に圧縮部4を組み付けて圧縮ユニットとする前に、シャフト6をメインフレーム3の主軸受け31に挿通しておく必要がある。
Therefore, the
サブフレーム7は、外周が容器胴体21の内周面に沿って固定される円盤状のフレームを有し、その中央にはシャフト6の主軸61の他端側を軸支する副軸受け71が形成されている。サブフレーム7の下面(反電動機5側で、図1では下面)には、サブフレーム7の水平出し工程において用いられる水平基準面72が形成されている。
The
上記構成のスクロール圧縮機10の組み立てには、次に一例として説明する組立装置が用いられる。図3(a)および(b)は、その組立装置の正面図および側面図であり、図中に一点鎖線として示されているX−X線は、組み立てられるスクロール圧縮機10の回転中心であり、以下このX−X線を圧縮機中心線という。
For assembling the
この組立装置200は金属材よりなる頑丈なフレーム構造を有し、床などの基礎に対して水平に設置されるベース210と、ベース210からほぼ垂直に立設された支持フレーム220とを備えている。ベース210には、上記スクロール圧縮機10を組み立てるための作業台230が設けられている。
This assembling
作業台230には、圧縮ユニット100(メインフレーム3,圧縮部4およびシャフト6をあらかじめ組み立ててなる圧縮ユニット)が載置される圧縮ユニット固定台300が設けられている。図4に示すように、圧縮ユニット固定台300は作業台230上に水平に設置される例えば円盤状に形成された固定ベース310を備え、固定ベース310の中央には、圧縮ユニット100が固定スクロール41側を下向きとして載置される載置台320が設けられている。
The work table 230 is provided with a compression
載置台320は、固定ベース310の中央部分において1段高くなるように形成されており、その上面には圧縮ユニット100を水平出しするための水平基準面321が設けられている。この水平基準面321上に固定スクロール41の水平基準面43がセットされる。この水平基準面321と水平基準面43の2つの面により圧縮ユニット100の水平状態が保証される。
The mounting table 320 is formed so as to be one step higher in the central portion of the fixed
圧縮ユニット固定台300には、載置台に320に置かれた圧縮部ユニット100を固定する圧縮ユニット固定手段330が設けられている。図4に示すように、圧縮ユニット固定手段300は、圧縮ユニット100の固定スクロール41の外周面を狭持するチャック爪331を備えている。
The compression
この例において、チャック爪331は、上記圧縮機中心線X−Xを中心とする円周上に90°間隔で4箇所に配置され、その各々が図示しない駆動手段により半径方向に沿って移動可能である。なお、チャック爪331は2つ以上であれば、その数は任意に決められてよい。
In this example, the
この複数のチャック爪331により、載置台に320上において圧縮ユニット100の軸線(シャフト主軸61の回転軸線)が上記圧縮機中心線X−X線と一致するように芯出しされるが、図5(a)に示すように、図示しない駆動手段により各チャック爪331を垂直方向にも昇降可能にするとともに、各チャック爪331の先端に係止鉤332を設け、固定スクロール41の外周面には係止鉤332によって係止されるチャック溝414を形成して、芯出し後に圧縮ユニット100を載置台に320側に押し付けて固定することが好ましい。
The plurality of
これとは別に、図5(b)に示すように、固定スクロール41の外周面にチャック爪331の係止鉤332と係合する部分に、水平力を下向き力に変換するテーパ面(下端から上端に行くにしたがって上記圧縮機中心線X−X方向に傾斜する錐面)を有するチャック溝415を形成し、チャック爪331の半径方向内側への移動時に、上記テーパ面を介して圧縮ユニット100を載置台に320側に押し付けて固定するようにしてもよい。
Separately from this, as shown in FIG. 5B, a taper surface (from the lower end) that converts a horizontal force into a downward force is applied to a portion of the outer periphery of the fixed
また、図4に示すように、圧縮ユニット固定台300には、容器胴体21の下端211を受け止める受台340が設けられている。受台340は載置台320の外周に沿って環状に形成されており、その受け面341は水平に形成されている。
As shown in FIG. 4, the compression
再び図3(a)(b)を参照して、支持フレーム220には容器胴体21を釈放可能に保持する容器保持手段400と、容器胴体21内に圧縮ユニット100およびサブフレーム7を圧入する圧入手段500とが設けられている。
Referring to FIGS. 3A and 3B again, the
容器保持手段400は、互いに垂直方向として支持フレーム220に設けられている左右一対のガイドレール401,401に昇降可能に支持されている。この容器保持手段400は、それぞれ一端側を支点として回動する左右一対の容器保持アーム420,420を備えている。容器保持手段400は例えば送りネジ軸などの昇降駆動手段により駆動され、容器保持アーム420は例えばエアシンリダなどの回転駆動手段により駆動されてよいが、それらの駆動手段は作図の都合上、図示が省略されている。
The container holding means 400 is supported by a pair of left and
容器保持アーム420,420は、例えば円弧状アームとして左右対称に形成されていて、容器胴体21を両側から把持して、容器胴体21の軸線が上記圧縮機中心線X−Xと同軸となるように容器胴体21を位置決めする。なお、この容器保持アーム420に容器胴体21を保持させるにあたって、容器胴体21の下端面211または上端212に当接して、容器胴体21の高さ位置を決めるガイド手段を別に設けてもよい。
The
図3(b)に示すように、圧入手段500は、互いに垂直方向として支持フレーム220に設けられている左右一対のガイドレール402,402に移動可能に支持される昇降ベース510を備えている。昇降ベース510の昇降駆動手段は、その図示が省略されているが、例えば送りネジ軸やエアシリンダなどの昇降駆動手段が用いられてよい。
As shown in FIG. 3B, the press-fitting means 500 includes an elevating
昇降ベース510には、容器胴体21を上から押さえ付ける治具としての圧入ヘッド520が支持されている。図4に示すように、圧入ヘッド520は、昇降ベース510に水平に取り付けられる円盤体からなり、その周縁部には容器胴体21の上端212に対して作用する水平な押圧面540が形成されている。
The
この例において、圧入ヘッド520はサブフレーム固定台をも兼ねており、圧入ヘッド520の中央部分には、サブフレーム7を支持するサブフレーム固定台530が設けられている。サブフレーム固定台530は、容器胴体21内に入り込むように周縁の押圧面540よりも1段高くなっており、サブフレーム7の支持面は、後述するサブフレーム圧入工程にてサブフレーム7を水平状態に支持するための水平基準面531として平坦に形成されている。
In this example, the press-fitting
サブフレーム固定台530の中央部分には、サブフレーム7の副軸受け71を逃すための凹部550が形成されており、この凹部550内にはサブフレーム固定手段560が配置されている。サブフレーム固定手段560は、上記圧縮ユニット固定手段330で説明したチャック爪331と同様の複数のチャック爪561を備えている。すなわち、各チャック爪561は、上記圧縮機中心線X−Xを中心とする円周上に好ましくは等間隔で配置されており、かつ、その円の半径線に沿って往復的に移動可能である。
A
また、サブフレーム固定台530は磁性体からなり、図示されていないが、サブフレーム固定台530には電磁石用のコイルが設けられている。すなわち、そのコイルに通電することにより、サブフレーム固定台530は電磁石となり、サブフレーム7を磁気的に吸着保持する。
The
図3(a)(b)に示すように、この組立装置200は、容器胴体21を圧縮ユニット100およびサブフレーム7に溶接するための溶接手段600が設けられている。この例において、溶接手段600は上記圧縮機中心線X−Xを中心とする円周上に例えば90°間隔で4箇所に配置され、かつ、その円の半径方向に移動可能な溶接トーチ610を備えている。溶接トーチ610の数は任意に決められてよい。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the assembling
この例において、各溶接トーチ610は支持フレーム220に沿って昇降可能で、圧縮ユニット100に対する溶接位置とサブフレーム7に対する溶接位置とに動かされるが、各溶接位置にそれぞれ溶接トーチ610を配置するようにしてもよい。
In this example, each
支持フレーム220にはさらに、圧縮ユニット固定手段330,容器保持手段400,圧入手段500および溶接手段600を制御する制御コンソール210が設けられている。制御コンソール210には、表示用モニターや各種操作パネル類などが一体的に組み込まれており、各種設定値を入力することで例えばプレス圧などが設定できるようになっている。
The
この例において、圧縮ユニット固定台300は固定であり、これに対して、容器保持手段400および圧入手段500がそれぞれ移動するように設けられているが、本発明において、圧縮ユニット固定台300、容器保持手段400および圧入手段500はそれらが相対的に移動可能に設けられていればよく、圧縮ユニット固定台300側を移動式としてもよい。
In this example, the compression
次に、図6ないし図8を参照して、上記組立装置200を使用してのスクロール圧縮機10の組立手順の一例について説明する。
Next, an example of an assembly procedure of the
まず、上記組立装置200によりスクロール圧縮機10を組み立てる前準備として実施される前組立工程について説明する。この前組立工程には、メインフレーム3に圧縮部4とシャフト6とを組み込んで圧縮ユニット100とする圧縮ユニット組立工程と、シャフト6の主軸61に電動機5のロータ52を一体的に取り付けるロータ取付工程と、密閉容器2の容器胴体21内に電動機5のステータ51を一体的に取り付けるステータ取付工程とが含まれる。
First, the pre-assembly process performed as preparation before assembling the
圧縮ユニット組立工程においては、メインフレーム3の主軸受け31にシャフト6の主軸61を挿通し、クランク軸62を旋回スクロール42のボス423に連結した後、固定スクロール41をメインフレーム3に取り付ける。
In the compression unit assembly process, the
この例によると、シャフト6はクランク軸62が主軸61の外径よりも外側に張り出すように形成されているため、シャフト6を先にメインフレーム3に取り付ける必要があるが、主軸61の外径内にクランク軸62が設けられている場合には、メインフレーム3に圧縮部4を組み込んだ後に、メインフレーム3の主軸受け31にシャフト6を挿通してもよい。
According to this example, since the
圧縮ユニット組立工程を終えたのち、図示しない調芯装置を有する圧縮ユニット調芯工程で、固定スクロール41と旋回スクロール42との相対的なラップ位置を位置決め(調芯)する。また、ロータ取付工程は専用のロータ取付装置を用いて行われ、この例において、ロータ51は圧縮ユニット100の主軸61に対して焼き嵌めによって一体的に取り付けられる。ステータ取付工程も専用のステータ取付装置を用いて行われ、この例において、ステータ52も容器胴体21の内面に焼き嵌めによって一体的に取り付けられる。なお、ステータ取付工程は、この前組立工程ではなく、次に説明する後組立工程で実施してもよい。
After completing the compression unit assembly process, the relative lap position between the fixed
次に、前組立工程を終えた圧縮ユニット100を上記組立装置200を用いて容器胴体21内に組み付ける。それには、まず、容器胴体21を容器保持手段400の各容器保持アーム420に保持させる(容器胴体取付工程)。
Next, the
それと相前後して、図6に示すように、圧縮ユニット100を逆様として圧縮ユニット固定台300の載置台320上に載置する。圧縮ユニット100は、固定スクロール41側の水平基準面43と載置台320側の水平基準面321の2つの水平基準面により正確に水平に置かれ、これによりシャフト6が垂直方向に向く(圧縮ユニット水平出し工程)。
At the same time, as shown in FIG. 6, the
次に、各チャック爪331を上記圧縮機中心線X−Xに向けて移動させて、圧縮ユニット100の軸線(シャフト主軸61の回転軸線)を上記圧縮機中心線X−Xと一致させる(圧縮ユニット芯出し工程)。
Next, each
次に、容器保持手段400を下降させ、容器胴体21の下端211がメインフレーム3の縁に当接した時点で下降を一旦止める。代わって、圧入ヘッド520を下降させ、その押圧面540にて容器胴体21の上端212を押圧して容器胴体21をさらに下降させ、容器胴体21内に圧縮ユニット300を圧入する。この圧入は、容器胴体21の下端211が圧縮ユニット固定台300の受台341に当接するまで行われる(圧縮ユニット圧入工程)。
Next, the container holding means 400 is lowered, and the lowering is temporarily stopped when the
圧縮ユニット圧入工程が完了すると、圧入ヘッド520により容器胴体21を上記受台341に押し付けた状態のまま、溶接手段600の各溶接トーチ610をメインフレーム3の側面に移動してアークスポット溶接により、容器胴体21を圧縮ユニット100のメインフレーム3に一体的に溶接する(圧縮ユニット溶接工程)。なお、メインフレーム3の外周面に上記凹部34を形成することにより圧入負荷を軽減することができ、また、溶接時の変形をも吸収することができる。
When the compression unit press-fitting step is completed, the
圧縮ユニット溶接工程が完了すると、圧入ヘッド520を初期位置まで上昇させ、次にサブフレーム7の組付工程に入る。なお、サブフレーム7の組立作業中においても、圧縮ユニット100側はチャック爪331により固定されている。
When the compression unit welding process is completed, the press-fitting
図7を参照して、初期位置にある圧入ヘッド520のサブフレーム固定台530にサブフレーム7を取り付ける。サブフレーム7を取り付けるにあたっては、サブフレーム固定台530に形成されている水平基準面531とサブフレーム7の水平基準面721とを合わせることにより、正確な水平出しが行われる(サブフレーム水平出し工程)。
Referring to FIG. 7,
次に、サブフレーム固定手段560の各チャック爪561を内側に移動させてサブフレーム7の副軸受け71を掴み、その軸線を上記圧縮軸中心線X−Xと一致させたのち、図示しない電磁石コイルに通電して、サブフレーム固定台530にサブフレーム7を磁気的に吸着固定する(サブフレーム芯出し工程)。
Next, the
しかる後、図8に示すように、圧入ヘッド520を下降させ、サブフレーム7を容器胴体21の上端212側から徐々に圧入し、圧入ヘッド520の押圧面540が容器胴体21の上端212に当接した時点で圧入を停止させる(サブフレーム圧入工程)。
Thereafter, as shown in FIG. 8, the press-fitting
次に、圧入ヘッド520による押圧力を解除することなく、溶接手段600の各溶接トーチ610をサブフレーム7の側面に対向する位置まで移動させアークスポット溶接により、容器胴体21をサブフレーム7に一体的に溶接する(サブフレーム溶接工程)。なお、圧入負荷の軽減と、溶接時の変形を吸収させるうえで、サブフレーム7の外周面にも、上記メインフレーム3と同様に凹部34を形成することが好ましい。
Next, without releasing the pressing force by the press-fitting
以上の一連の工程によって、サブフレーム7が容器胴体21に組み付けられる。組立作業が完了すると、チャック爪331,561、各容器保持アーム420の拘束を解除し、圧入ヘッド520を初期位置にまで上昇させたのち、圧縮ユニット固定台300から圧縮機を取り出し、電源コードの配線や配管などを行う。そして、最後に動作テストを行い問題なしと判断されると、容器胴体21の両端に上蓋22と下蓋23をそれぞれ一体的に溶接して完成体とする。
The
以上説明したように、本発明によれば、密閉容器(密閉シェル)2の容器胴体21にメインフレーム3およびサブフレーム7を圧入するとともに、メインフレーム3,サブフレーム7の水平基準面(組立基準面)43,72と容器胴体21の開口端面(下端211,上端212)を固定治具(圧縮ユニット固定台300,サブフレーム固定台530など)に対して同方向に押圧固定して溶接するようにしたことにより、メインフレーム3とサブフレーム7の平行度が確保でき、主軸受け31と副軸受け71の軸心を正確に合わせることができる。したがって、主軸受け31と副軸受け71の軸心ずれによる各軸受け部での片当たりや、電動機5の磁気ギャップの不均一化を防止でき、圧縮機の性能および信頼性が向上する。
As described above, according to the present invention, the
また、本発明の組立方法は、クランク軸が主軸の外径の外側に張り出しているシャフトを有するスクロール圧縮機(図1参照)で、先にシャフトをメインフレームに挿通しておく必要があり、主軸受とステータ内径とを直接位置決めして溶接できない構造の圧縮機にも適用することができる。また、サブ工程(前組立工程)で組み立てられた調芯済みの圧縮ユニットを容器胴体内に組み込むことができるため、組立の分業化が可能となる。 The assembly method of the present invention is a scroll compressor (see FIG. 1) having a shaft with a crankshaft projecting outside the outer diameter of the main shaft, and the shaft must first be inserted into the main frame. The present invention can also be applied to a compressor having a structure in which the main bearing and the stator inner diameter are directly positioned and cannot be welded. Further, since the compressed unit that has been aligned in the sub-process (pre-assembly process) can be incorporated into the container body, it is possible to divide the assembly.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。当該スクロール圧縮機の組立方法の分野に従事する通常の技術知識を有する当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において想起し得るであろう各種の変形例または修正例も当然に本発明の技術的範囲に含まれる。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to this embodiment. A person skilled in the art having ordinary technical knowledge engaged in the field of the method of assembling the scroll compressor will be able to conceive various modifications or variations that can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. The modified examples are naturally included in the technical scope of the present invention.
10 スクロール圧縮機
2 密閉容器
21 容器胴体
3 メインフレーム
31 主軸受け
34 凹部
4 圧縮部
41 固定スクロール
42 旋回スクロール
43 水平基準面
5 電動機
6 シャフト
61 主軸
62 クランク軸
7 サブフレーム
71 副軸受け
72 水平基準面
100 圧縮ユニット
200 組立装置
210 ベース
220 支持フレーム
300 圧縮ユニット固定台
331 チャック爪
320 載置台
321 水平基準面
400 容器保持手段
420 容器保持アーム
500 圧入手段
520 圧入ユニット
530 サブフレーム固定台
531 水平基準面
560 サブフレーム固定手段
561 チャック爪
600 溶接手段
610 溶接トーチ
X−X 圧縮機中心線
DESCRIPTION OF
Claims (9)
上記メインフレームに上記圧縮部と上記シャフトとを組み込んで圧縮ユニットを形成する圧縮ユニット組立工程と、
上記シャフトの主軸に上記電動機のロータを一体的に取り付けるロータ取付工程とを含む前組立工程を実施したのち、
上記シャフトが垂直となるように上記圧縮ユニットを水平状態として圧縮ユニット固定台上にセットする圧縮ユニット水平出し工程と、
圧縮ユニット固定手段により上記圧縮ユニット固定台上で上記シャフトの軸線が当該圧縮機の中心線上に位置するように上記圧縮ユニットを位置決めして固定する圧縮ユニット芯出し工程と、
容器保持手段により上記容器胴体を上記シャフトの軸線と同軸となるように支持したのち、第1圧入手段により上記圧縮ユニット固定台と上記容器保持手段とを上記容器胴体の一端側の開口部が上記圧縮ユニット固定台に当接するまで相対的に移動させて、上記容器胴体の一端側の開口部内に上記圧縮ユニットを圧入する圧縮ユニット圧入工程と、
上記第1圧入手段により上記容器胴体を上記圧縮ユニット固定台に押し付けた状態で、溶接手段により上記容器胴体を上記圧縮ユニットに一体的に溶接する圧縮ユニット溶接工程とを含む後組立工程を実施することを特徴とするスクロール圧縮機の組立方法。 A compression part having a compression part having a fixed scroll and a turning scroll in an airtight container, an electric motor for driving the turning scroll via a shaft, and a main bearing for supporting one end side of the main shaft of the shaft. In a scroll compressor assembly method comprising: a main frame that supports the main frame; and a sub frame having a sub-bearing that supports the other end of the main shaft of the shaft.
A compression unit assembly process for forming a compression unit by incorporating the compression section and the shaft into the main frame;
After performing a pre-assembly process including a rotor mounting process for integrally mounting the rotor of the electric motor to the main shaft of the shaft,
A compression unit leveling step of setting the compression unit on a compression unit fixing base in a horizontal state so that the shaft is vertical;
A compression unit centering step for positioning and fixing the compression unit by the compression unit fixing means so that the axis of the shaft is positioned on the center line of the compressor on the compression unit fixing base;
After the container body is supported by the container holding means so as to be coaxial with the axis of the shaft, the opening on one end side of the container body is connected to the compression unit fixing base and the container holding means by the first press-fitting means. A compression unit press-fitting step of press-fitting the compression unit into an opening on one end side of the container body, relatively moving until contacting the compression unit fixing base,
A post-assembly process including a compression unit welding process in which the container body is integrally welded to the compression unit by welding means in a state where the container body is pressed against the compression unit fixing base by the first press-fitting means. A method of assembling a scroll compressor.
上記サブフレームを水平状態としてサブフレーム固定台にセットするサブフレーム水平出し工程と、
サブフレーム固定手段により上記サブフレーム固定台上で上記サブフレームの軸線が当該圧縮機の中心線上に位置するように上記サブフレームを位置決めして固定するサブフレーム芯出し工程と、
第2圧入手段により上記サブフレーム固定台と上記容器保持手段とを上記容器胴体の他端側の開口部が上記サブフレーム固定台に当接するまで相対的に移動させて、上記容器胴体の他端側の開口部内に上記サブフレームを圧入するサブフレーム圧入工程と、
上記第2圧入手段により上記容器胴体を上記サブフレーム固定台に押し付けた状態で、溶接手段により上記容器胴体を上記サブフレームに一体的に溶接するサブフレーム溶接工程とが含まれる請求項1または2に記載のスクロール圧縮機の組立方法。 The post-assembly process further includes
A subframe leveling step of setting the subframe in a horizontal state on a subframe fixing base;
A subframe centering step for positioning and fixing the subframe such that the axis of the subframe is positioned on the centerline of the compressor on the subframe fixing base by the subframe fixing means;
The second press-fitting means relatively moves the subframe fixing base and the container holding means until the opening on the other end side of the container body contacts the subframe fixing base, and the other end of the container body A sub-frame press-fitting step of press-fitting the sub-frame into the opening on the side;
3. A sub-frame welding step in which the container body is integrally welded to the sub-frame by welding means in a state where the container body is pressed against the sub-frame fixing base by the second press-fitting means. A method for assembling the scroll compressor according to claim 1.
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